14.2 物质的比热容 课件-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦“物质的比热容”第2课时应用，承接上节课比热容概念，通过“烧开不同水量、温度及物质吸热”等生活问题导入，搭建前后知识联系的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过水和煤油对比实验（控制变量、转换法）培养探究能力，结合比热容公式推导与热平衡计算提升科学思维，联系海水与沙子温差、地暖等实例深化物理观念，助力学生理解应用，教师教学更高效。

幻灯片 1：封面 标题：14.2 物质的比热容 - 第 2 课时 比热容知识的应用 学科：物理 版本：沪科版（2024） 年级：九年级全册 副标题：从概念到生活中的实际应用 幻灯片 2：学习目标 掌握比热容的定义、符号及单位，理解比热容是物质的一种特性。 熟练运用热量计算公式 Q=cmΔt 进行简单计算，解决实际问题。 结合实例分析比热容在气候、生活、工业等领域的应用，理解其背后的物理原理。 幻灯片 3：知识回顾与导入 上课时回顾： 实验结论：质量相同的不同物质，升高（或降低）相同温度时，吸收（或放出）的热量不同，即物质的吸热能力存在差异。 关键方法：控制变量法、转换法。 情境导入： 展示我国吐鲁番盆地 “早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜” 的生活场景图片，以及青岛等沿海城市昼夜温差较小的气候数据对比。 问题：为什么内陆地区昼夜温差比沿海地区大？为什么汽车发动机用水做冷却剂？这些现象都与物质的 “比热容” 有关，今天我们就来深入学习比热容的应用。 幻灯片 4：比热容的定义与单位 定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 物理意义：反映物质吸热（或放热）能力的强弱，是物质的一种固有属性（与物质的种类、状态有关，与质量、温度变化、吸放热多少无关）。 示例：水的比热容 c 水 = 4.2×10³J/(kg・℃)，表示 1kg 的水温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量为 4.2×10³J。 单位：焦耳每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃)（或 J・kg⁻¹・℃⁻¹）。 常见物质的比热容表（展示部分物质在标准大气压下的比热容）： 物质 比热容 c/[J/(kg・℃)] 物质 比热容 c/[J/(kg・℃)] 水 4.2×10³ 铝 0.9×10³ 酒精 2.4×10³ 铁 0.46×10³ 煤油 2.1×10³ 干泥土 0.84×10³ 冰 2.1×10³ 沙子 0.92×10³ 幻灯片 5：热量计算公式推导与应用 公式推导： 由比热容定义可知：c = Q/(mΔt)，变形可得热量计算公式： 物质温度升高时，吸收的热量：Q 吸 = cm (t - t₀)（t 为末温，t₀为初温，Δt = t - t₀ > 0） 物质温度降低时，放出的热量：Q 放 = cm (t₀ - t)（Δt = t₀ - t > 0） 统一表达式：Q = cmΔt（Δt 表示温度变化量的绝对值） 公式说明： Q：热量（单位：J） c：比热容（单位：J/(kg・℃)） m：质量（单位：kg） Δt：温度变化量（单位：℃） 基础计算示例： 例题 1：质量为 2kg 的水，温度从 20℃升高到 70℃，需要吸收多少热量？（已知 c 水 = 4.2×10³J/(kg・℃)） 解：Δt = 70℃ - 20℃ = 50℃ Q 吸 = c 水 mΔt = 4.2×10³J/(kg・℃) × 2kg × 50℃ = 4.2×10⁵J 答：需要吸收 4.2×10⁵J 的热量。 幻灯片 6：比热容与气候：解释海陆温差差异 原理分析： 由比热容表可知，水的比热容远大于干泥土和沙子（c 水 = 4.2×10³J/(kg・℃)，c 干泥土 = 0.84×10³J/(kg・℃)）。 白天（吸热过程）：太阳照射时，海水和沙子吸收相同热量（Q 相同），因 c 水 > c 沙子，根据 Δt = Q/(cm)，质量相同的海水和沙子，海水温度升高较慢（Δt 小），沙子温度升高较快（Δt 大），所以沙滩烫脚，海水凉爽。 夜晚（放热过程）：没有太阳照射时，海水和沙子放出相同热量（Q 相同），同理，海水温度降低较慢（Δt 小），沙子温度降低较快（Δt 大），所以夜晚沙滩变凉，海水仍较温暖。 现象拓展： 内陆地区（如新疆、甘肃）：周围多为泥土、沙子，比热容小，昼夜温差大，出现 “早穿皮袄午穿纱” 的现象。 沿海地区（如青岛、上海）：周围多海水，比热容大，昼夜温差小，气候更温和湿润。 思考：为什么同一纬度的青藏高原和长江中下游平原，冬季青藏高原更寒冷？（提示：除了海拔因素，还与地表物质比热容有关，青藏高原多冻土、岩石，比热容小于长江中下游平原的水和土壤）。 幻灯片 7：比热容在生活中的应用 应用 1：用作冷却剂（如水）： 实例：汽车发动机用水做冷却剂、大型发电机用水冷却、电脑 CPU 水冷散热系统。 原理：水的比热容大，根据 Q 吸 = cmΔt，质量相同的水和其他物质（如油），升高相同温度时，水能吸收更多的热量，冷却效果更好。例如，汽车发动机工作时产生大量热量，水在循环过程中吸收热量，防止发动机过热。 应用 2：用作取暖介质（如水、热水袋）： 实例：北方冬季供暖系统用热水循环供暖、热水袋取暖。 原理：水的比热容大，根据 Q 放 = cmΔt，质量相同的水和其他物质，降低相同温度时，水能放出更多的热量，取暖效果更持久。例如，供暖系统中，热水从锅炉输送到室内暖气片，降温过程中放出大量热量，维持室内温度。 应用 3：调节气温（如人工湖、植被）： 实例：城市中修建人工湖、增加绿地面积，改善城市热岛效应。 原理：水和植物的比热容较大，白天吸收热量，温度升高慢，降低周围环境温度；夜晚放出热量，温度降低慢，维持环境温度稳定，缓解城市 “热岛效应”（城市中心温度高于郊区的现象）。 幻灯片 8：比热容在工业与农业中的应用 工业应用：金属冶炼与铸造： 实例：铸造厂用沙子作为铸模材料，炼钢过程中用冷却水控制温度。 原理：沙子的比热容较小，吸收少量热量就能升高到较高温度，且温度变化快，适合作为铸模（使金属液快速冷却成型）；水的比热容大，可吸收炼钢过程中产生的大量热量，防止设备过热。 农业应用：作物防冻与灌溉： 实例：深秋或初春，农民向农田灌水，防止农作物受霜冻危害。 原理：水的比热容大，夜晚降温时，水放出大量热量，提高农田周围空气温度，避免农作物因温度过低被冻伤。此外，水结冰时还会放热，进一步保护作物。 材料选择：根据需求选比热容不同的材料： 需快速升温或降温的场景（如加热锅、散热器）：选择比热容小的材料（如铁、铝），加热时能快速升温，散热时能快速降温。 需温度稳定的场景（如保温壶内胆、保温杯）：选择比热容大或导热性差的材料，减少热量传递，维持温度稳定。 幻灯片 9：易错点与典型问题解析 易错点辨析： “比热容大的物质，吸收的热量一定多”（×，Q = cmΔt，吸收热量多少与 c、m、Δt 都有关，需控制 m 和 Δt 相同才能比较）。 “物质的比热容与质量有关，质量越大，比热容越小”（×，比热容是物质的特性，与质量无关，如 1kg 水和 10kg 水的比热容都是 4.2×10³J/(kg・℃)）。 “冰和水是同一种物质，所以比热容相同”（×，比热容与物质状态有关，冰的比热容是 2.1×10³J/(kg・℃)，水的比热容是 4.2×10³J/(kg・℃)）。 典型问题：质量为 1kg 的铝块和 1kg 的铁块，吸收相同热量后，温度升高较多的是哪个？（已知 c 铝 = 0.9×10³J/(kg・℃)，c 铁 = 0.46×10³J/(kg・℃)） 解：m 相同，Q 相同，根据 Δt = Q/(cm)，c 越小，Δt 越大。因 c 铁 < c 铝，所以铁块温度升高较多。 幻灯片 10：课堂练习 选择题：下列关于比热容的说法中，正确的是（ ） A. 物质的比热容与吸收的热量成正比 B. 物质的比热容与质量成反比 C. 同种物质在不同状态下，比热容不同 D. 比热容大的物质，温度变化一定小 计算题：质量为 5kg 的干泥土，温度从 15℃升高到 35℃，需要吸收多少热量？（已知 c 干泥土 = 0.84×10³J/(kg・℃)） 应用题：为什么冬季用热水袋取暖时，灌满热水比灌满温水能更持久地保暖？请用比热容知识解释。 幻灯片 11：课堂小结 核心知识：比热容的定义（单位质量物质温度变化 1℃吸放热多少）、单位（J/(kg・℃)）、特性（与物质种类、状态有关）；热量计算公式 Q=cmΔt。 应用总结： 气候领域：解释海陆温差、内陆与沿海昼夜温差差异。 生活领域：水作为冷却剂、取暖介质，调节城市气温。 工业与农业：金属铸造、作物防冻，根据需求选择材料。 解题思路：运用 Q=cmΔt 时，先明确已知量（c、m、Δt），统一单位，再代入公式计算，注意区分吸热（Q 吸）和放热（Q 放）。 幻灯片 12：作业布置 完成课本对应习题，计算 “质量为 3kg 的酒精，温度从 25℃降低到 15℃，放出的热量是多少”（已知 c 酒精 = 2.4×10³J/(kg・℃)）。 观察家中的取暖或制冷设备（如空调、暖气片、冰箱），分析其中是否应用了比热容知识，撰写一段 200 字左右的分析说明。 查阅资料，了解 “比热容在新能源领域的应用”（如太阳能储热装置中储能介质的选择），下节课分享交流。 沪科版2024版物理九年级全册 14.2物质的比热容 第十四章 内能与热机 物理观念 知道物质温度变化所吸放热的多少跟哪些因素有关。 科学思维 能进行有关物质的比热容、温度变化或吸放热等简单计算问题。 科学态度与责任 培养学生根据物质比热容特点应用于实际生活、生产与社会的责任。 重难点 学习目标 2 上节课通过实验探究了不同的物质的吸热能力，知道可以用比热容来表示物质的吸热或放热能力大小。 那么我们该如何来认识和理解比热容？怎样来计算物质在热传递过程中吸收或放出热量的多少呢？ 情景导入 一、探究物质吸热或放热规律 课程讲授 新课推进 新课推进 1.提出问题：生活中，我们常用热传递的方法来加热物体。提出下列问题引发学生思考讨论： （1）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？ （2）把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？ （3）把质量相同的不同物质升高相同的温度，需要的热量一样多吗？ 2. 探究物质吸热或放热规律过程： （1）阅读课本P41“做中学”部分。交流讨论问题： ①为什么要用相同的烧杯？ ②为什么要取相同质量的水和煤油？ ③为什么要用同样的电加热器？ 忽略烧杯吸收热量对实验影响 控制变量，忽略液体质量对实验影响 转换法；其转换关系如下： 课程讲授 新课推进 新课推进 转化推理过程： 相同规格的加热装置 供热能力相同 相同时间 物质吸收的热量相同 放出热量相同 不同时间 放出热量不同 物质吸收的热量不同 不易测量 容易观察 转化法 课程讲授 新课推进 新课推进 （2）分组讨论设计实验方案，汇报后听老师点拨完成： ①取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中，按课本P40图 14—12组装实验器材。 ②观察并记录加热前两种物水和煤油的初温t1。 ③接通电源，同时给两种物质加热，每隔一定时间（如2min）观察并记录所用加热时间及液体温度。 ④持续合理时间后停止实验，将用过的煤油和水倒在指定的器皿内，整理好实验器材。 课程讲授 新课推进 新课推进 （3）设计记录数据的表格： 物质名称 物质质量m/g 物质初温 t1/℃ 2min后液温t2/℃ 4min后液温t3/℃ 6min后液温t4/℃ 水 煤油 （4）按设计方案进行实验与收集数据。 课程讲授 新课推进 新课推进 3.分析数据，得出结论： （1）根据表格中数据在坐标图中分别画出水和煤油的温度随时间变化图像。 （2）实验结论：相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量通常相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量通常不同；相同质量的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度通常不同。 ①通过实验发现，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不相同，水比油加热时间更长，因此水比油吸收热量多，可见水和食用油吸收热量的能力是不同的。 4.评估交流： ②如何科学地比较不同物质的吸热（放热）能力呢？ 　　根据物质比热容的定义可计算出该物体在温度变化过程中吸收（或放出的热量）： （1）升温吸热：Q吸=cm（t2-t1）； （2）降温放热：Q放=cm（t1-t2）。 探究新知 热平衡 （1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。 （2）热平衡方程：Q吸 = Q放。 热量和热平衡 探究新知 2.(2025·榆林子洲县开学考)为了“探究不同物质吸热升温的现象”，小丽利用如图甲、乙所示的两套完全相同的实验装置进行实验。 (1)在组装图甲中的器材时，若发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将图甲中的__________(选填“C处向上”或“D处向下”)调整。  C处向上 (2)实验中，应在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、_____相等的A、B两种液体。小丽用相同的酒精灯分别加热A、B两种液体，其目的是使两种液体在相同的时间内____________相同，从而只需通过比较___________(选填“加热时间”或“温度计示数”)就能比较液体的吸热能力强弱。  质量 吸收的热量 温度计示数 任务二：物质的比热容 5.利用水的比热容大的特性 问题1:为什么同样的日照,海水很清凉而沙子很烫? 因为水的比热容比沙子的大,吸热能力更强,温度变化较小。 问题2:思考生活中还有哪里利用了水的比热容大的特性。 地暖中用水作为介质,汽车中常用水作为冷却剂。 任务二：物质的比热容 补充: (1)培育秧苗时,为了保护秧苗夜间不被冷空气冻坏,常常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出,从而达到防冻的目的。 (2)由于水的比热容较大,所以,海水的温度,白天上升不多,晚上下降也不多。沙子的比热容较小,所以,沙子的温度,白天上升较多,晚上下降也较多。因此,沿海地区昼夜温差小,沙漠地区昼夜温差大。 3.在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中： （1）在两个完全相同的烧杯中分别装入_____（填“质量”或“体积”）和初温都相同的水和煤油； （2）用相同的两个电加热器分别对水和煤油加热，根据实验数据绘出水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图所示，由图像可知加热5min，Q水 （填“＞”“＜”或“=”）Q油，煤油的比热容是 J/（kg·℃）。［已知c水=4.2×103J/（kg·℃）］ 质量 = 2.1×103 探究新知 4.将一质量为1.5kg的匀质金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空 气中自然冷却，该金属块在冷却过程中放出的热量为 J； 若把这些热量全部用来给初温为21℃、质量为1kg的水加热，在标准大气 压下，水温将升高 ℃ 。 [c 金属块=0.56×10³J/(kg·℃),c 水=4.2× 10³J/(kg·℃)] 3.36×105 79 探究新知 3．为了反映物质的吸放热本领大小，物理学中引入比热容的概念，已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，它所表示的物理意义是_________________________________________________ ______________________________。 1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 12 9 13 中考考法 4. [新情境题]2024年6月，嫦娥六号从月球背面带回了1935.3克的背面月壤。在遥远的月球背面，月球车监测发现月球表面昼夜温差达300多摄氏度，说明月面土壤的比热容______(填“较大”或“较小”)。 较小 知识点3 比热容的应用 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 12 9 13 中考考法 1.相同质量的铝块和铜块，吸收了相同的热量（c铝＞c铜）， 下列说法中正确的是（ ） A.铝上升的温度较高 B.铜上升的温度较高 C.铝和铜上升的温度相同 B 课堂练习 2.下列说法中正确的是（ ） A. 一杯水倒去一半，它的比热容减为原来的一半 B. 吸收热量多的物质，比热容一定大 C. 高温物体放出的热量一定多 D. 质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的 温度大于水升高的温度 D 课堂练习 （1）如果某物体的比热容为 c，质量为 m，温度变化为 Δt，则物体吸收或放出的热量为 Q = cmΔt。 （2）此公式适用于物体温度改变时，物体吸收或放出热量的计算，对物态变化的过程不适用。 热量和热平衡问题的计算 （3）物体的温度升高时吸收的热量 Q吸 = cmΔt升 = cm(t-t0)；物体的温度降低时放出的热量 Q放 = cmΔt降 = cm(t0-t)，Δt 为物体温度的变化值，即物体高温值和低温值之差。 （4）在热传递过程中，当两个物体之间只有热传递而没有热量的损失时，根据热平衡，则有 Q吸 = Q放。 例题：如图所示，电水壶中装有质量为 2 kg，温度为 20 ℃ 的水。通电后将水加热到 100 ℃，水吸收的热量是多少？ 解：由题意可得，水的质量 m = 2 kg，水的初温度 t1 = 20℃，水的末温度 t2 = 100℃，水的比热容 c = 4.2×103J/(kg·℃)。 由公式 Q吸 = cm(t2-t1) 可计算水吸收的热量为 Q吸 = 4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100℃ – 20℃) = 6.72×105 J。 所以，水吸收的热量为 6.72×105 J。 讨论：从能量转化的角度看，用电水壶烧水，其发热装置供给的能量与水吸的热量哪个更大？ 用电水壶烧水时，发热装置供给的电能大于水吸收的热量。 因为在电能转化为热能的过程中，除了部分热量被水吸收用于升温外，其他热量还会散失到壶体、空气等环境中，导致能量损耗。因此，水吸收的只是其中的一部分能量。 $